Pernahkah anda bayangkan bagaimana anda memasuki pakaian robot gergasi dan bertarung, atau mengangkat benda berat, membalikkan kereta? Filem menunjukkan bahawa ini adalah keseronokan yang berpatutan. Sebenarnya, membuat peranti sedemikian dari cetak biru boleh menjadi cabaran besar.
Selama beberapa dekad, kita sudah terbiasa memikirkan bahawa medan perang masa depan akan kelihatan seperti ini: robot gergasi, di mana orang duduk (atau lebih baik tidak duduk). Raksasa titanic ini - lebih dikenali sebagai 'Mechs - telah menjadi sinopsis untuk perang masa depan. Robot perintis pertama kali muncul dalam anime Jepun, tetapi tidak lama kemudian berhijrah ke dunia Barat melalui pelbagai siri. Filem Hollywood seperti Aliens, Avatar, dan Pacific Rim melakukan tugas yang sangat baik untuk menunjukkan bagaimana penampilannya.
Filem adalah filem, tetapi seberapa nyata projek tersebut dalam kenyataan? Bilakah kita akan melihat orang mengemudi robot gergasi?
Jordan Weissman of Harebrained Schemes membuat permainan BattleTech bertema Mech pada tahun 1980-an. Dia mengambil pendekatan yang relatif rendah ketika dia mengandung Mechsnya dibandingkan dengan contoh sebelumnya. Jordan membayangkan mech yang dibina dari kerangka keluli yang dikelilingi oleh otot buatan bermuatan elektrik yang menggerakkan sendi, dengan penstabil giroskopik dan stesen janakuasa onboard.
Mesej asas Jordan cukup jelas. Otot buatan seperti tahap tertentu seperti polimer elektroaaktif. "Rasuk elektrik yang mengembang atau berkontraksi ketika elektrik disalurkan adalah otot-otot di bahagian bawah kami," kata Weissman. "Tiga puluh tahun kemudian, bahan yang sama sekarang digunakan dalam pengembangan prostesis."
Salah satu sebab mengapa bentuk manusia menarik perhatian pereka adalah reka bentuk ergonomik khasnya. "Anatomi manusia sangat berkesan untuk berjalan di atas batu dan jalan raya," jelas Rob Buckingham, pengarah Race di Pusat Sains Culham. "Lihat saja seorang askar yang dapat membawa berat badannya beberapa kali di semua kawasan." Namun, berjalan dengan dua kaki memerlukan ketangkasan khas, dan menjaga keseimbangan boleh menjadi sangat sukar.
Juga, bagaimana mengendalikan gergasi tiga meter? Profesor Setu Vijayakumar dari Pusat Robotik Edinburgh mencadangkan gabungan teleoperasi dan sistem automatik yang bertindak balas terhadap niat juruterbang. "Niat tingkat tinggi akan datang dari operator, tetapi banyak pengendalian tingkat rendah akan dimasukkan ke dalam platform, seperti menjaga keseimbangan ketika berjalan," kata Setu.
Video promosi:
Sebenarnya, akan lebih mudah untuk membuat bipedal yang dikendalikan oleh manusia daripada yang berdiri sendiri. "Ini adalah jenis teknologi yang benar-benar layak. Lebih mungkin daripada sistem autonomi, kerana sistem autonomi sepenuhnya mempunyai banyak masalah dari segi pengambilan keputusan sensori dan kontekstual."
Walau bagaimanapun, sebarang jenis sistem telekontrol memerlukan platform komunikasi yang tahan terhadap gangguan dan tahan kesalahan dan mampu menangani 500,000 operasi sesaat.
Terdapat juga persoalan mengenai tenaga yang akan digunakan oleh bulu. Weissman berpendapat bahawa BattleTech Mechs akan beroperasi pada reaktor peleburan, tetapi memandangkan reaktor peleburan bersaiz kilang hari ini, ini tidak mungkin berlaku. Mechs at the Pacific Rim menggunakan reaktor pembelahan nuklear konvensional, yang memberikan output kuasa tinggi, tetapi sangat tidak selamat. "Teknologi bateri dan ketumpatan tenaga tertinggal secara teori," kata Setu. "Penyelidikan sedang dilakukan, tetapi masih dalam tahap apa yang dapat dilakukan."
Menyediakan juruterbang dengan maklumat kontekstual dan kesedaran situasi adalah satu lagi cabaran. "Kami telah membuat kemajuan dengan kawalan masa nyata, seperti keseimbangan," kata Setu. "Masalahnya ialah kita tahu bagaimana melakukannya, tetapi ketika bekerja dengan sensor dunia nyata, sedikit penyimpangan pada sensor akan mematikan sistem."
Maklum balas getaran - serupa dengan yang terdapat pada tongkat permainan - berguna untuk menentukan sama ada anda menyentuh sesuatu atau tidak. Tetapi memberi sensasi tambahan kepada juruterbang yang menambahkan konteks dengan apa yang dialami robot membawa risiko membanjiri juruterbang dengan maklumat yang tidak perlu.
Sememangnya, semakin banyak anda membina sesuatu, semakin berat. Tekanan yang diberikan pada permukaan adalah daya yang dibahagi oleh kawasan. Apabila anda mempunyai sistem bipedal, seperti bulu, sebahagian besar jisim tertumpu pada kedua kaki. Ini menimbulkan "kesan jepit rambut" di mana semua berat tertumpu di kawasan kecil. "Sekiranya anda mengambil seorang wanita dan memusatkan semua wanita itu dalam seperempat inci di tumit stiletto, dia dapat menembusi sejumlah bahan," kata Weissman.
Jerman menghadapi masalah yang sama ketika mengembangkan tangki tetikus super berat semasa Perang Dunia II. Dengan berat 188 tan, lulus ujian pada sumur konkrit bertetulang, tetapi pada ujian lapangan pertama ia tersekat di tanah.
Masalah lain ialah bulu boleh berjalan. Penstabil giro sudah membolehkan mesin seperti kapal pesiar mengimbangkan diri. Walaupun begitu, tindakan berjalan adalah proses yang sangat tidak stabil. Orang berjalan dengan melangkah ke depan dan meletakkan berat badan di kaki mereka. Dan semakin tinggi objek, semakin sukar untuk mengimbangi.
Kuratas yang dikembangkan oleh Suidobashi Heavy Industry dan Mark-2 yang dikembangkan oleh MegaBots, keduanya diklaim sebagai 'Mechs. Walaupun kedua-duanya meniru bentuk manusia, robot bergantung pada pergerakan roda dan bukannya pergerakan bipedal. Satu masalah adalah meniru bentuk manusia - yang mempunyai sistem berat dan tenaga yang diedarkan dengan baik - adalah cabaran bagi jurutera.
Motor di setiap sendi dapat menyelesaikan masalah, tetapi penyelesaian seperti itu memerlukan motor berat untuk menyokong seluruh badan. Motornya agak berat, jadi banyak berat tertumpu pada sendi dan bulu lebih sukar untuk menjaga keseimbangan.
Penyelidikan mengenai otot pneumatik semakin maju, tetapi dua diperlukan untuk setiap sendi. "Dari otot pneumatik, anda boleh membuat sesuatu dengan lima sendi," kata Setu. "Tetapi ketika anda berusaha menyatukannya ke dalam sistem berkaki dua, semuanya berjalan lancar dari segi elektronik, penghalaan dan pendawaian."
Kami sudah memulakan penghasilan belos dengan prototaip exoskeleton Assist Suit AWN-03 dari ActiveLink. Setelan sokongan ini dikembangkan sebagai solusi untuk kekurangan tenaga kerja yang dapat timbul dengan populasi yang semakin tua. Lif dan lif tidak sesuai untuk semua keadaan. "Ada beberapa medan terpencil yang tidak dapat dikendalikan, dan pekerja industri masih harus membawa benda berat sendiri," kata Hiromichi Fujimoto, presiden ActiveLink.
Langkah seterusnya dalam Assist Suit adalah dengan mengurangkan berat badan dan kos pengeluaran, dan kemudian mengembangkan model untuk pekerjaan yang lebih berat. Assist Suit yang baru akan dapat mengangkat objek yang tidak akan dapat diangkat sendiri oleh seseorang.
Suatu hari kita akan mempunyai eksoskeleton yang dipandu manusia untuk menggerakkan muatan dan kemungkinan pembinaan yang berat. Tetapi raksasa 'Mechs yang melangkah ke atas bangunan akan tetap menjadi bahan blockbuster. "Dalam fiksyen, semuanya terlihat cantik, tetapi berbicara mengenai pengangkutan ketenteraan praktikal, anda mungkin tidak mahu ia tinggi," kata Weissman.
"Dari satu segi, semua teknologi sudah ada," kata Setu. "Kami akan membuat mesin humanoid jika kita dapat menggunakannya." Hanya penulis fiksyen ilmiah yang peduli sama ada mereka akan mempunyai dua lengan dan dua kaki."
ILYA KHEL
